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1、第十一章 电气照明工程,本章主要介绍了电气照明的光学基础知识；常用电光源及灯具种类；照度的计算及灯具的布置；灯具、开关、插座及风扇的安装；建筑电气照明施工图的组成及照明灯具、配电线路的标注形式。,11.1 电气照明基本知识,11.1.1光 光是能量的一种形式。它可以通过辐射从一个物体传播到另一个物体。光的本质是一种电磁波，可见光是人眼所能感到的那部分电磁波，光在空间以电磁波的形式传播，它是电磁波中很小的一部分。通常把紫外线、可见光和红外线统称为光。不同波长的可见光，在眼中产生不同颜色的感觉，波长从780nm到380nm变化，光的颜色会出现红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种不同的颜色。可见光波混合在
2、一起，就形成为日光，即白色光。,11.1.1.1 光学基本物理量 （1）光通量 它是指光源在单位时间内向周围空间辐射出去的、能引起光感的电磁能量。它是光源发光能力的基本量，用符号表示，单位为流明(1m)。 （2）发光强度 它是指光源在某一特定方向上单位立体角(单位球面度)内的光通量。它表征光通量的空间密度，简称光强，用符号I表示，单位是坎德拉(cd)。公式为,（3）照度 投射到某个被照物体表面上的光通量与被照面的表面积S之比称为该被照面的照度，用符号E表示，单位是勒克斯(1x)。 公式为：,照度与被照的材料性质无关，容易计算出。当材料固定时，照度的大小和光源的光通量成正比，故确定照度标准是进行
3、照明设计的重要依据。,（4）亮度 亮度表示光源或物体的明亮程度，是一个单元表面在某一方向上的光强密度。亮度等于该方向上的发光强度和此表面在该方向上的投影面积之比，用L表示，单位是坎德拉平方米。公式为,11.1.1.2光的性质 （1）色温 当光源所发出的光的颜色与黑体在某一温度下辐射的颜色相同时，黑体的温度就称为该光源的色温，用绝对温标K表示。光源的发光颜色是与温度有关的。当温度不同时，光源发出光的颜色是不同的。色温越低，则光色愈趋于红色，而色温越高，光色越蓝。表11.1给出了天然光源和人工光源的色温。,（2）显色性 当某种光源的光照射到物体时，该物体的与阳光照射时的色彩是不完全一样的，有所呈现
4、出不同颜色的特性。我们把光源对物体真实颜色的呈现程度称为光源的显色性。为了对光源的显色性进行定量的评价，引入显色指数的概念。以标准光源为准，将其显色指数定为 100，其余光源的显色指数均低于100。显色指数用Ra表示，Ra值越大，光源的显色性越好。光源显色指数在80100之间，其显色性优良；在6079之间，其显色性一般；当显色指数小于60时，其显色性较差。,（3）光源的色调 用不同颜色的光照在同一物体上，对人们视觉产生的效果是不同的。红、橙、黄、棕色光结人以温暖的感觉，称为暖色光；蓝、青、绿、紫色光给人以寒冷的感觉，称为冷色光。光源的这种视觉颜色特性称为色调。光源按相关色温一般可以分为三类，见
5、表11.2（见教材）。,（4）眩光 所谓眩光是指由于亮度分布或亮度范围不合适，或在短时间内相继出现的亮度相差过大的光时，造成观看物体时感觉的不舒适。眩光分直射眩光和反射眩光两种。直射眩光是在观察方向上或附近存在亮的发光体所引起的眩光，反射眩光是在观察方向上或附近由亮的发光体的镜面反射所引起的眩光。,11.1.2 电气照明,11.1.2.1电气照明的种类 （1）按照明的范围大小分类 照明方式是指照明设备按其安装部位或光的分布而构成的基本制式。 一般照明 不考虑局部的特殊需要，整个场所或某个特定区域照度基本均匀的照明的照明方式，它包括分区一般照明。 局部照明 为满足室内某些部位的特殊需要，在一定范
6、围内设置照明灯具的照明方式。通常将照明灯具装设在靠近工作面的上方。,混合照明 由一般照明和局部照明组成的照明方式。混合照明是在一定的工作区内由一般照明和局部照明的配合起作用，保证应有的视觉工作条件。混合照明方式宜造成视野内亮度分布不匀的现象。为了减少光环境中的不舒适程度，混合照明照度中的一般照明的照度应占该等级混合照明总照度的510,且不宜低于20勒克斯。,在此分类下照明设置的要求： 当不适合装设局部照明或采用混合照明不合理时，宜采用一般照明； 当某一工作区需要高于一般照明照度时，可采用分区一般照明； 对于照度要求较高，工作位置密度不大，且单独装设一般照明不合理的场所，宜采用混合照明； 在一个
7、工作场所内不应只装设局部照明。,（2）按照明的功能分类 正常照明 在正常情况下，要求能顺利地完成工作、保证交通安全和能看清周围的物体而设置的照明，称为正常照明。正常照明有三种方式，即一般照明、局部照明和混合照明。 事故照明 在正常照明因故障而熄灭后，供继续工作或人员疏散使用的照明，称为事故照明。 警卫值班照明 在重要的场所，如值班室、警卫宝、门房等地方，所设置的照明叫警卫值班照明。,故障照明 在建筑物上装设的作为障碍标志用的照明，称为障碍照明。当建筑物的高度超过100m时，在距地三分之一或二分之一处设置障碍灯。这些照明应按交通部门有关规定装设。障碍照明应用能透雾的红光灯具，有条件时宜采用闪光照
8、明灯。 装饰照明 为了美化和装饰某一特定空间而设置的照明称为装饰照明。一般用功率为15w左右的彩灯白炽灯作为此类照明的光源。,在此分类下照明设置的要求： 当正常照明因故障熄灭后，对需要确保正常工作或活动继续进行的场所，应装设备用照明； 当正常照明因故障熄灭后，对需要确保处于危险之中的人员安全的场所，应装设安全照明； 当正常照明因故障熄灭后，对需要确保人员安全疏散的出口和通道，应装设疏散照; 值班照明利用正常照明总能单独控制的一部分或利用应急照明的一部分或全部； 警卫照明应根据需要，在警卫范围内装设； 障碍照明的装设，应严格执行所在地区航空或交通部门的有关规定。,11.1.2.2照明的质量 （1
9、）合适均匀的照度 平均均匀度是最低照度和平均照度的比值;最低均匀度是以被照场所的最低照度和最高照度比值。对于一般室内照明的最低均匀度不得低于0.3，平均均匀度应在0.7以上。 为了获得较满意的照度均匀度，灯具布置间距应不大于所选灯具的最大允许距高比。当要求照明的均匀度很高时，可采用间接型、半间接型照明灯具或荧光灯发光带等照明方式。 （2）合适均匀的亮度 人们能觉察出不均匀的相邻表面亮度比为1：1.4。为使视野内亮度分布控制在眼睛能适应的水平上国家标准中给出了房间表面反射比，见表11.3（见教材）。,（3）防止频闪效应 频闪效应是指交流电流供电的气体放电灯因电流周期性变化使光通量也发生周期性变化
10、，最大光通量和最小光通量差别很大，使人眼产生明显的闪烁感觉，因而人观察运动物体时造成错觉，人们把这种现象称为光源的频闪效应。 （4）限制眩光和减弱阴影 在视野里，如果出现很亮的东西，就会刺眼，这种刺眼的亮光称为眩光；阴影是由于照明灯具布置不当或只采用局部照明引起的。 （5）光源的显色性 在需要正确变色的场所，应采用显色指数高的光源，如白炽灯、日光色荧光灯、日光色镝灯等。为改善光色，可采用两种光源混合使用。,11.2 常用电光源及灯具,11.2.1电光源 11.2.1.1电光源的分类 凡可以将其他形式的能量转换成光能，从而提供光通量的设备、器具统称为光源；而其中可以将电能转换为光能，从而提供光通
11、量的设备、器具则称为电光源。根据光产生的原理，目前，常用的照明电光源可分为三类。 (1)热辐射电光源； (2)气体放电电光源：气体放电光源按放电形式划分为：a.弧光放电光源； b.辉光放电灯。 按放电时电流经过的媒质划分为：a气体放电灯 ； b金属蒸气灯。 按放电时灯内大气压的高低划分为：a.低气压灯； b.高气压灯；c.超高气压灯。 （3）固体发光电光源。,11.2.1.2电光源的光电参数 （1）额定值 额定电压是指电光源的规定工作电压，在额定电压下流过电光源的电流称为额定电流。 电光源在额定工作条件下所消耗的有功电功率叫额定功率。 电光源全寿命是指电光源直到完全不能使用为止的全部时间；有效
12、寿命是指电光源的发光效率下降到初始值的70%时为止的使用时间；平均寿命是每批抽样试品有效寿命的平均值。通常所指的寿命为平均寿命。,（2）光色 电光源的光色包含有两方面的意义：一是人眼观看到光源所发出的光的颜色，这称为光源的色表另一方面是光源所发出的光，照射到物体上，它对物体颜色呈现的真实程度，叫光源的显色性。 （3）频闪效应 频闪效应是指交流电流供电的气体放电灯因电流周期性变化使光通量也发生周期性变化，因而人观察运动物体时造成错觉，如观察转动物体时好像物体不在转动或转动很慢，人们把这种现象称为光源的频闪效应。,11.2.1.3常用电光源 (1)白炽灯 白炽灯使用于日常生活照明、工矿企业普通照明
13、、剧场、舞台的布景照明以及应急照明登。 (2)卤钨灯 这种灯适用于面积较大、空间高的场所，其色温特别使用于电视播放、摄影、绘画等照明。 (3)荧光灯 荧光灯适用于家庭、学校、研究所、工业、商业、办公室、宿舍、医院、图书馆等场所。 (4)高压汞灯 高压汞灯适用于不需要分辨颜色的大面积照明场所，如街道、车站等。,(5)高压钠灯 高压钠灯适用于在显色性要求不高的道路、广场、码头和室内高大的厂房、仓库等场所的照明场合应用。 (6)氙灯 氙灯适用于大面积场所照明，如高大厂房、广场、海港和机场等。 (7)金属卤化物灯 金属卤化物灯，适用于剧院、总装车间、大型体育场等大面积照明场所应用。 (8)发光二极管（
14、LED） 发光二极管使用于商住楼宇的一般照明、交通、展示、广告、方向牌的照明及应急照明和无线电话（如彩屏手机）、游戏机、摄录机、数码相机、笔记本电脑、彩屏PDA，以及建筑、舞台、手术、飞机等照明场合。,11.2.2 灯具 11.2.2.1 灯具的作用和分类 灯具的分类主要是按照灯具的光通量在空间分布情况、灯具的结构特点、用途及灯具的固定方式等。 （1）按灯具的安装方式分类 壁式； 吸顶式； 吊灯 ； 嵌入式； 半嵌入式灯； 投光灯及轨道灯； 地脚灯； 落地灯； 庭院灯； 道路广场灯； 移动式灯； 自动应急照明灯。 （2）按灯具结构分类 开启式灯具； 保护式灯具； 闭式灯具 ； 密闭型； 防爆式
15、灯具； 隔爆型； 安全型； 防震型。,（3）按灯具光线情况分类 直接型； 半直接型； 漫射型（包括水平方向光线很少的直接-间接型） ； 半间接型间接型。 此外，按灯具的用途分类还可以分为功能性灯具、装饰用灯具、临时手持式移动灯具等。,11.2.2.2灯具的选择 具应根据使用环境、房间用途、光强分布、限制眩光等，并结合灯具的特性来选择，在满足这些技术条件下，应选用效率高、维护检修方便的灯具。 安装高度不同，灯具的选择也不同。灯具安装高度在6m及以下时，宜采用宽配光特性的深照型灯具；安装高度在615m时，宜采用集中配光的直射型灯具；安装高度在1530m时，宜采用高纯铝深照型灯或其他高光的强灯具，当
16、灯具上方有需要观察的对象时，宜采用上半球有光适量分布的漫射型灯具。对于室外大面积工作场所，宜采用投光灯或其他高光强灯具。,在正常环境中，宜选用开启式灯具；在潮湿房间内，宜选用具有防水灯头的灯具；在特别潮湿的房间内，应选用防水、防尘密闭式灯具，或在隔壁不潮湿的地方通过玻璃窗向潮湿房间照明；在有腐蚀性气体和有蒸汽的场所、有易燃易爆气体的场所，宜选用耐腐蚀的密闭式灯具和防爆型灯具；在需防止紫外线照射的地方，宜采用隔紫灯具或无紫光源等。总之，对于不同的环境，应注意选用具有相应防护措施的灯具，以保护光源，并保证光源的正常长期使用。,11.3 照度及灯具的布置,11.3.1照度 照度指物体被照亮的程度，采用单位面积所接受的光通量来表示，单位是勒克斯(1x)。 1 勒克斯等于 1流明 (lm)的光通量均匀分布于 1面积上的光照度。 11.3.1.1照度标准 照度标准是指工作面应有的合适的最低照度值，关于照明数量和质量的规定，最主要和最基本的是指照明的数量，即工作面上的照度。选择
